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车用六路低端前置驱动器

安森美半导体的NCV7513属于FlexMOSTM产品系列中的一个系列，用于控制并保护N型逻辑电平MOSFET，包括安森美半导体新推出的SmartDiscretesTMMOSFET系列。NCV7513为32引脚小型LQFP封装，方便设计人员按其需求调整MOSFET的尺寸，可直接与控制输出的微控制器相连。安森美半导体同时还提供四路的NCV7513，产品型号为NCV7512，该产品的所有功能和控制均与六路的版本一致，差别在于NCV7512只有4个通道。

工作原理

电源引脚VCC1是小功率通道，为所有内部逻辑和控制提供电源。电源引脚VCC2为门驱动电路提供工作电源，而VDD则向SO引脚提供电源。VSS是VCC2、VDD和漏极（DRN）钳位电路的大功率电源返回路径。图1是一典型的应用原理图。

安森美半导体的NCV7513是用于汽车的可编程六路低端MOSFET前置驱动器，用于控制并保护N型逻辑电平MOSFET，包括安森美半导体新推出的SmartDiscretesTMMOSFET系列。

电路的输出受各个并行输入的“或”组合或者16位串行SPI接口的控制。这些并行输入具有独立的内部下拉电流源，可以用来实现门输出的脉宽调制（PWM）控制。SPI接口的性能包括6个输出通道控制、故障管理2.拉力机动力系统采取日本松下交换伺服电机以及可编程刷新时间的功率限制PWM。该产品的数字输入/输出为3.3V/5.0V兼容，并且可以直接与3.3V/5.0V的微控制器相连接。

上电/掉电控制，通过监视VCC1电源，防止输出操作错误。内部上电复位（POR）电路使所有的GATx输出保持在低电平（外部MOSFETVGS≈VSS），直至有足够的电压（苇板机一般为4.2V）来有效地控制器件。一旦器件启动，所有的寄存器将初始化为其缺省状态。当VCC1电压下降到低于POR电压门限时，所有的GATx输出将为低电平，直至VCC1下降到0.7V以下。

NCV7513中的两个使能输入可以同时关闭所有的输出，并暂停所有的故障检测进程。使能1（ENA1）具有一内部下拉电阻，下拉至低电平时会产生一个软复位信号，关闭所有输出，并且Gx寄存器均被清空。使能2（ENA2）具有一内部下拉电流源，当下拉至低电平时会产生一个软复位信号，关闭所有输出，但Gx寄存器中的值仍保留。

SPI通信

NCV7513是一个16位SPI从设备，主机与多个NCV7513之间的SPI通信可以使用CSB单个寻址并行进行，或者以菊花链的形式通过其他器件使用兼容的SPI协议进行。表1列出了输入/输出寄存器及其定义，图2画精密锻造出了SPI的正确时序。在SI引脚接收到命令（输入）数据时，故障（输出）数据同时通过器件的SO引脚发出。通过将CSB输入拉到低电平，主机启动通信。在CSB变成高电平时，在SI引脚处收到的16位数据将被翻译成当前命令。NCV7513同时还具备帧错误检测功能。对于合法的命令，在一个CSB帧（高-低-高）中必须包含16的倍数个SCLK时钟周期（上升-下降）。少于16个SCLK时钟周期的命令将会和SCLK时钟周期个数大于16但非16倍数的命令一样被忽略。

每一个漏极（DRNx）引脚均有一个输入钳位，以保证输入NCV7513的电压低于击穿电压。在MOSFET的漏极引脚和DRNx输入之间必须串联一个外部电阻（RDX），以限制流入DRNx的电流，但仍然可以正确进行负载开路和对地短路的检测操作压线机。

故障处理

各个通道的DRNx输入通过串联一个电阻（RDX）连至MOSFET的漏极。这样，各个通道就可以独立监视其外部MOSFET漏极电压的故障状态。使用特殊的锁存故障类型数据进行负载诊断，包括对Vload短路（抗饱和）、负载开路和对地短路。这些数据可以通过使用16位SPI通信获得。全局故障引脚上的漏极开路输出将立即通知主机控制器：在所有捆扎机械/任何通道上已检测到所列出的故障。

当门输出为ON（VGS≈VCC2）时，系统对抗饱和（对Vload短路）状态进行监视。抗饱和故障的检测门限可以通过使用加载在FLTREF输入端的外部参考电压（RX1和RX2）和4专做牙科相干的3D扫描和CAD/CAM软件个分立的内部比值组合来进行设置。这些分立的比值可以通过SPI进行选择，并且允许对每组3个输出通道的抗饱和检测门限来分别进行设置。

在GATx输出断开（VGS≈Vss）时检测到对地短路或负载开路。使金属锚杆、锚索拉伸使用说明书用带有正比于VCC1参考电压的窗比较器，将每一个DRN输入电压与参考值进行比较。如果DRN的输入电压小于对地短路电压参考值，则系统将检测到对地短路故障。如果DRN的输入电压小于负载开路参考电压但大于对地短路电压参考值，则系统将检测到负载开路故障。

NCV7513具有独立的通道故障屏蔽和过滤定时器。这些定时器被用来减少虚假故障检测，方法是将DRNx输入的比较器输出采样安排在MOSFET漏极电压稳定之后进行。当GATx输出状态发生变化时，故障屏蔽定时器（TFM）将启动（一般为120μs）。这样就为MOSFET的操作提供了空余时间。如果在输出为ON时检测到一个故障，则故障过滤定时器（TFF）将启动（一般为17μs），并将故障报告向后推迟这一时间间隔。最后是故障刷新定时器（tFR），此定时器可以通过SPI以三个通道为一组进行选择。刷新时间间隔有10ms和40ms两个选项。当设备经过抗饱和故障并经历刷新时间后，器件将重新启动输出。如果故障条件依然存在，此刷新间隔将会被无限重复，同时，通过发送相应的SPI命令，也可以关闭每条通道各自的故障刷新定时器。

与SmartDiscretesTM MOSFET的配合使用

SmartDiscretesTM是先进的功率MOSFET系列，采用了安森美半导体最新的MOSFET处理技术HDPlus，以达到最低的导电性，同时将多种保护特性整合于单片内。NID500xN和NID600xN整合了温度和电压过载保护功能。

当其和NCV7513前置驱动器一起使用时，导致MOSFET损坏的负载短路情况将得以避免。为了达到此目的，首先需要通过前置驱动器来控制流过MOSFET的电流，此电流将会导致MOSFET的温度上升。如果需要的话，内部集成的温度控制电路会在温度到达危险值之前断开MOSFET。SmartDiscretesTM家族的产品同时整合了漏极－门之间的钳位，以使这些产品能够经受住由于MOSFET雪崩效应而产生的高能量。针对突发的电压瞬变，此钳位电路也为产品提供了额外的安全余量。产品通过门－源极之间的钳位，以达到静电放电（ESD）保护。

同时，SmartDiscreteTM器件还提供47V、55V和65V有源钳位以及一系列保护特性。与NCV7513配合使用，NID5005N、NID6005N、NIF5006N和NIF6006N将发挥出最佳的性能。(end)

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